換相隔離開關(guān)A1相合閘不到位情況分析及處理

宋晉紅，蔣明君，蔣潔青

（1.華東宜興抽水蓄能有限公司，江蘇省宜興市 214205；2.江蘇句容抽水蓄能有限公司，江蘇省句容市 212416）

換相隔離開關(guān)A1相合閘不到位情況分析及處理

宋晉紅1，蔣明君2，蔣潔青1

（1.華東宜興抽水蓄能有限公司，江蘇省宜興市 214205；2.江蘇句容抽水蓄能有限公司，江蘇省句容市 212416）

本文對(duì)某抽水蓄能電站換相隔離開關(guān)A1相在發(fā)電方向合閘未到位件進(jìn)行了具體分析和處理，并對(duì)暴露問(wèn)題和防范措施進(jìn)行了闡述，對(duì)設(shè)備過(guò)程管控和設(shè)備驗(yàn)收提出了要求。

抽水蓄能；換相隔離開關(guān)；機(jī)構(gòu)故障；未合閘

0 引言

換相隔離開關(guān)為抽水蓄能電廠的特有設(shè)備，因蓄能機(jī)組要能滿足發(fā)電方向和抽水方向運(yùn)行對(duì)相序的不同要求，所以設(shè)置了換相隔離開關(guān)。某抽水蓄能電站采用的是由瑞士ABB公司生產(chǎn)的戶內(nèi)、空氣絕緣、帶金屬封閉外殼與離相封閉母線相連接、自然冷卻、電動(dòng)操作、三相五極、三相聯(lián)動(dòng)、單極驅(qū)動(dòng)換相隔離開關(guān)。為節(jié)省成本，該換相隔離開關(guān)是五極隔離開關(guān)，其中A1、B、C1用于發(fā)電方向，A2、B、C2用于電動(dòng)機(jī)方向，B相隔離開關(guān)為發(fā)電方向和電動(dòng)機(jī)方向所公用。與GCB類似，換相隔離開關(guān)也裝在封閉式外殼內(nèi)。其主體部分由動(dòng)、靜觸頭兩個(gè)圓環(huán)形觸頭組成，動(dòng)觸頭位于主變壓器側(cè)，分別由絕緣子固定在外殼底面。觸頭對(duì)接為觸指式，接觸靈活、可靠。斷口為氣隙，正對(duì)斷口位置的外殼上有觀察窗。換相隔離開關(guān)的控制不同于一般的隔離開關(guān)，由于其存在著兩個(gè)方向的操作，為了避免其五極同時(shí)合上，專門設(shè)置了發(fā)電方向及抽水方向的繼電器，以閉鎖另一方向的合閘。另外，還設(shè)置了一些閉鎖邏輯，保證了操作的安全。

1 故障經(jīng)過(guò)

某抽水蓄能電站機(jī)組在某次檢修維護(hù)后發(fā)電啟動(dòng)過(guò)程中，遠(yuǎn)方發(fā)電方向合4號(hào)機(jī)組換相隔離開關(guān)時(shí)，換相隔離開關(guān)A1相未合閘到位，另兩相已合閘到位?，F(xiàn)地檢查現(xiàn)地機(jī)構(gòu)和控制柜上換相隔離開關(guān)A1相均在中間狀態(tài)。

2 原因分析

2.1 換相隔離開關(guān)A1發(fā)電方向合閘條件

換相隔離開關(guān)A1合閘需滿足：電源開關(guān)Q901在合位、控制繼電器K29合閘。

繼電器K29勵(lì)磁需滿足圖1相關(guān)條件：

（1）繼電器K15/11∶14導(dǎo)通；

（2）換相隔離開關(guān)A1相不在合位；

（3）分閘繼電器K30未勵(lì)磁；

（4）換相隔離開關(guān)A1相機(jī)械閉鎖回路解鎖。

繼電器K15勵(lì)磁需滿足圖2相關(guān)條件：

（1）機(jī)組出口開關(guān)GCB在分位；

（2）電氣制動(dòng)開關(guān)EBB在分位；

（3）相序繼電器K61/11∶14導(dǎo)通；

圖1 繼電器K29控制回路Fig. 1 Relay K29 control return circuit

圖2 繼電器K15控制回路Fig. 2 Relay K15 control return circuit

（4）控制方式選擇旋鈕S2在遠(yuǎn)方且發(fā)出合閘令或者控制方式選擇旋鈕S2在現(xiàn)地且動(dòng)作現(xiàn)地合閘按鈕；

（5）換相隔離開關(guān)A2相在分位；

（6）換相隔離開關(guān)C2相在分位。

將換相隔離開關(guān)A1相合閘控制回路簡(jiǎn)化為控制邏輯圖，見圖3。

圖3 換相隔離開關(guān)A1相合閘控制邏輯圖Fig. 3 Analysis and processing of A1 closing control logic diagram

2.2 故障分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)象，可以得出如下分析：換相隔離開關(guān)A1相在發(fā)令后，進(jìn)行了動(dòng)作，但在動(dòng)作過(guò)程中由于回路中某個(gè)因素不滿足，導(dǎo)致動(dòng)作回路斷開，隔離開關(guān)未動(dòng)作到位。依據(jù)邏輯圖圖4對(duì)換相隔離開關(guān)未合閘到位原因逐一進(jìn)行分析：

（1）控制方式不在遠(yuǎn)方?，F(xiàn)地檢查控制方式在遠(yuǎn)方，排除此因素。

（2）電源開關(guān)未合上?，F(xiàn)地檢查電源開關(guān)在合位，排除此因素。

（3）分閘繼電器K30在勵(lì)磁狀態(tài)?，F(xiàn)地檢查分閘繼電器K30未勵(lì)磁，對(duì)繼電器K29控制回路中分閘繼電器K30兩端導(dǎo)通性檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)通正常。另外，發(fā)令后換相隔離開關(guān)另兩相動(dòng)作到位，也可證明分閘繼電器K30在失磁狀態(tài)，排除此因素。

（4）A1相機(jī)械閉鎖回路未解鎖?，F(xiàn)地對(duì)繼電器K29控制回路中A1相機(jī)械閉鎖回路兩端用萬(wàn)用表進(jìn)行導(dǎo)通性檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)通正常，排除此因素。

（5）機(jī)組出口斷路器GCB不在分位。現(xiàn)地檢查機(jī)組出口斷路器在分位，對(duì)繼電器K15控制回路中的Q0兩端進(jìn)行導(dǎo)通性檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)通正常，排除此因素。

（6）機(jī)組電氣制動(dòng)開關(guān)EBB不在分位?，F(xiàn)地檢查機(jī)組電氣制動(dòng)開關(guān)EBB在分位，對(duì)繼電器K15控制回路中的Q6兩端進(jìn)行導(dǎo)通性檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)通正常，排除此因素。

（7）換相隔離開關(guān)A2相不在分位?，F(xiàn)地檢查換相隔離開關(guān)A2相在分位，對(duì)繼電器K15控制回路中的X94兩端進(jìn)行導(dǎo)通性檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)通正常，排除此因素。

（8）換相隔離開關(guān)C2相不在分位?，F(xiàn)地檢查換相隔離開關(guān)C2相在分位，對(duì)繼電器K15控制回路中的X95兩端進(jìn)行導(dǎo)通性檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)通正常，排除此因素。

（9）相序繼電器K61未導(dǎo)通。發(fā)令后換相隔離開關(guān)另兩相動(dòng)作到位，證明相序繼電器K61正確動(dòng)作，現(xiàn)地?fù)軇?dòng)位置信號(hào)，檢查導(dǎo)通性也正常，排除此因素。

（10）換相隔離開關(guān)A1相在合位。檢查歷史記錄，換相隔離開關(guān)A1在動(dòng)作前在分位，且現(xiàn)地檢查，該隔離開關(guān)也中間狀態(tài)，不在合位。但對(duì)繼電器K29控制回路中A1相的位置開關(guān)兩端導(dǎo)通性檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，該回路不導(dǎo)通。

綜上檢查分析，換相隔離開關(guān)A1合閘控制回路中，其位置開關(guān)或其相關(guān)回路存在故障：即位置開關(guān)本體故障或位置出現(xiàn)了偏差，出現(xiàn)誤判。下一步拆開操作機(jī)構(gòu)，檢查機(jī)構(gòu)內(nèi)位置開關(guān)。

2.3 機(jī)構(gòu)檢查

打開A1相操作機(jī)構(gòu)的蓋板，發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)輔助開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置的擋輪、凸輪齒輪及滑塊固定銷等部件受到異常外力的撞擊和磨損，已經(jīng)明顯變形，凸輪齒輪的固定螺栓已經(jīng)嚴(yán)重變形，其中一只凸輪已經(jīng)脫落，2只固定螺栓都已經(jīng)變形折斷，另一只凸輪的固定螺栓已經(jīng)斷裂移位，已不能帶動(dòng)拐臂正常動(dòng)作，拐臂軸變形彎曲，從而導(dǎo)致機(jī)構(gòu)操作時(shí)位置開關(guān)動(dòng)作異常，見圖4。

圖4 換相隔離開關(guān)A1相機(jī)構(gòu)打開圖Fig. 4 Analysis and processing of A1 institution

在檢查中，發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)內(nèi)有一顆M6×3mm的內(nèi)六角螺栓呈自由狀態(tài)，且未發(fā)現(xiàn)該螺栓在機(jī)構(gòu)內(nèi)脫落前的安裝位置，因此判斷該內(nèi)六角螺栓并非是此機(jī)構(gòu)內(nèi)的元件。該螺栓表面撞擊痕跡明顯，已經(jīng)變形，判斷該螺栓在操作機(jī)構(gòu)操作時(shí)，撞擊內(nèi)部部件，最終卡住機(jī)構(gòu)，最終導(dǎo)致機(jī)構(gòu)變形、凸輪脫落。

2.4 處理措施

（1）更換新機(jī)構(gòu)，將損壞機(jī)構(gòu)拆下返廠處理。

（2）更換后進(jìn)行新機(jī)構(gòu)操作試驗(yàn)，檢查隔離開關(guān)動(dòng)作可靠性，檢查隔離開關(guān)位置及位置指示信號(hào)和閉鎖功能。

3 改進(jìn)措施

抽水蓄能機(jī)組換相隔離開關(guān)性能完好與否對(duì)機(jī)組啟停成功率有著極為重大的影響，其主要部件可靠與否直接影響著抽水蓄能機(jī)組功能的實(shí)現(xiàn)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，采取以下措施：

（1）在現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收時(shí)，做好旁站檢查，加強(qiáng)對(duì)機(jī)構(gòu)內(nèi)部的檢查，未經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，不簽字。

（2）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理，對(duì)各零部件分類登記放置，無(wú)關(guān)物品特別是螺栓、硬幣等小件物品不得帶入施工現(xiàn)場(chǎng)。

（3）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試期間，調(diào)試人員應(yīng)待在機(jī)構(gòu)邊，聽見異常聲響，立即停止運(yùn)行并檢查，查明原因處理后才能繼續(xù)工作。

（4）對(duì)所有隔離開關(guān)、地刀進(jìn)行一次全面檢查，杜絕類似問(wèn)題再次發(fā)生。

（5）舉一反三，對(duì)類似重要設(shè)備，要加強(qiáng)驗(yàn)收把關(guān)和調(diào)試把關(guān)。新投運(yùn)設(shè)備，要加強(qiáng)運(yùn)行期間的旁站和巡視檢查。

4 結(jié)束語(yǔ)

抽水蓄能機(jī)組換相隔離開關(guān)完好直接影響著機(jī)組啟停成功率，其機(jī)構(gòu)主要部件可靠與否直接影響功能的實(shí)現(xiàn)。故在平時(shí)的檢修維護(hù)以及驗(yàn)收中，對(duì)換相隔離開關(guān)的運(yùn)行維護(hù)和巡視檢查一定要重視：

（1）梳理影響機(jī)組啟停的各個(gè)部件，找出重要或關(guān)鍵部件，針對(duì)這些部件可能產(chǎn)生的故障制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)改進(jìn)措施、應(yīng)急預(yù)案和巡檢檢查項(xiàng)目要點(diǎn)。

（2）對(duì)換相隔離開關(guān)等關(guān)鍵部件的檢修維護(hù)一定要采取旁站制度，項(xiàng)目單位一定要有專人在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)，并對(duì)關(guān)鍵部件回裝一定要檢查到位。

（3）對(duì)隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)等部件的拆裝現(xiàn)場(chǎng)宜采取登記制度，無(wú)關(guān)人員不得入內(nèi)，無(wú)關(guān)物品不得帶入，有條件的情況下，作業(yè)人員應(yīng)穿連體服?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)敷設(shè)白布，拆除部件應(yīng)定置放置并登記。

（4）在新設(shè)備投運(yùn)的動(dòng)作測(cè)試應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)，聽到異常聲響或發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，必須查明原因。

（5）有可能的情況下，對(duì)換相隔離開關(guān)等關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的操作電機(jī)加裝相關(guān)控制回路，當(dāng)出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象時(shí)，能夠切斷操作回路。

（6）電站梳理好事故備品備件，關(guān)鍵部件必須備齊備全?，F(xiàn)場(chǎng)處置措施也應(yīng)齊全簡(jiǎn)便，出現(xiàn)故障后可立即進(jìn)行處理，以縮短故障處理時(shí)間。

[1] 蔣明君. SFC輸入斷路器未合閘原因分析及改進(jìn)措施[J].抽水蓄能文集，2015.JIANG Mingjun .SFC input circuit breaker does not switch on Cause Analysis and Improvement Measures [J]. Pumped Storage Anthology，2015.

[2] 王凱，王光，季遙遙，等.抽水蓄能機(jī)組運(yùn)行工況判別及檢驗(yàn)方法研究[J].抽水蓄能文集，2015.WANG Kai，WANG Guang，JI Yaoyao， etc. Reserch on discrimination and calibration method of operating conditions Pumped Storage Units [J]. Pumped Storage Anthology，2015.

Analysis and Processing of A1 Closing Phase Commutation Knife not in Place

SONG Jinhong1，JIANG Mingjun2，JIANG Jieqing1
（1. Jiangsu Yixing Pumped-storage power station，Yixing 214205，China；2. Pumped-storage Power station，Jurong 212416，China）

For a pumped storage power plant，the commutation phase generation chopper A1 direction closing member is not in place a specific analysis and processing and exposure problems and preventive measures were elaborated. Process control equipment and apparatus for acceptance set forth requirements.

pumped storage power； commutation knife ；mechanism failure； not in place

TM564

A

470.40

10.3969/j.issn.2096-093X.2017.02.023

2016-02-27

2016-03-28

宋晉紅（1962—），女，工程師，主要研究方向：抽水蓄能電站技術(shù)管理，E-mail：jinhong-song@sgxy.sgcc.com.cn

蔣明君（1981—），男，工程師，主要研究方向：抽水蓄能電站電氣設(shè)備技術(shù)管理。

蔣潔青（1982—），女，工程師，主要研究方向：抽水蓄能電站管理。